以空氣為原料,以碳分子篩作為吸附劑,運用變壓吸附原理,利用碳分子篩對氧和氮的選擇性吸附而使氮和氧分離的方法,通稱(chēng)PSA制氮法。PSA制氮法是七十年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種新的制氮技術(shù)。與傳統制氮法相比,它具有工藝流程簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高、產(chǎn)氣快、能耗低,產(chǎn)品純度可在較大范圍內根據用戶(hù)需要進(jìn)行調節,操作維護方便、運行成本較低、裝置適應性較強等特點(diǎn),故在1000Nm3/h以下制氮設備中頗具競爭力,得到眾多中、小型氮氣用戶(hù)的歡迎,PSA制氮已成為中、小型氮氣用戶(hù)方法。
工藝原理
PSA制氮機是根據變壓吸附原理,采用高品質(zhì)的碳分子篩作為吸附劑,在的壓力下,從空氣中制取氮氣。 經(jīng)過(guò)純化干燥的壓縮空氣,在吸附器中進(jìn)行加壓吸附、減壓脫附。由于空氣的動(dòng)力學(xué)效應,氧在碳分子篩微孔中擴散速率遠大于氮,氧被碳分子篩優(yōu)先吸附,氮在氣相中被富集起來(lái),形成成品氮氣。然后經(jīng)減壓至常壓,吸附劑脫附所吸附的氧氣等雜質(zhì),實(shí)現再生。
一般在系統中設置兩個(gè)吸附塔A和B,一塔吸附產(chǎn)氮,另一塔脫附再生,通過(guò)控制裝置控制氣動(dòng)閥的啟閉,使兩塔交替循環(huán),以實(shí)現連續生產(chǎn)高品質(zhì)氮氣之目的。
PSA制氮機的工藝流程包括以下幾部分:冷干機啟動(dòng)—>延時(shí)—>空壓機啟動(dòng)—>吸附塔A吸附—>A和B吸附塔均壓—>吸附塔B吸附—>吸附塔A和B均壓—>循環(huán)工作。
系統功能
PLC控制系統主要包括以下幾部分:
1.實(shí)現工藝流程 通過(guò)控制各電磁閥,實(shí)現吸附塔A和B的吸附、均壓等過(guò)程;
2.各狀態(tài)和報警信息顯示 在各流程中,需要檢測各工藝過(guò)程的狀態(tài),同時(shí)通過(guò)故障報警信號等輸入,來(lái)檢測設備運行的狀態(tài),同時(shí)顯示在HMI中;
3.工藝參數顯示 通過(guò)傳感器檢測出罐壓、溫度、含氮量等工藝參數,同時(shí)在HMI上顯示;
4.流速控制 流速決定了氣體在吸附塔中的吸附時(shí)間,即氧分子的吸附時(shí)間:流速高,氧吸附時(shí)間短,產(chǎn)品氣中剩余氧含量高,氮氣純度低;流速低,氧吸附時(shí)間長(cháng),產(chǎn)品氣中剩余氧含量低,氮氣純度高。因此需要根據實(shí)際需求,來(lái)控制壓縮機氣體流量。
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